JPS6222146A - 並列乗算器 - Google Patents

並列乗算器

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JPS6222146A
JPS6222146A JP60162541A JP16254185A JPS6222146A JP S6222146 A JPS6222146 A JP S6222146A JP 60162541 A JP60162541 A JP 60162541A JP 16254185 A JP16254185 A JP 16254185A JP S6222146 A JPS6222146 A JP S6222146A
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    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、二進数のデータをオーランドとする並列乗算
器に係り、特に変形ブース(B−ooth)のアルゴリ
ズムによる並列乗算器における部分積加算回路に一する
もので、8×8ビツトあるいはそれ以上の大規模な乗算
器を1チツグの集積回路で実現する場合に使用されるも
のである。
〔発明の技術的背景〕
従来、二進数の並列乗算を高速に実現するために種々の
方式が提案されてお〕、これらの方式は「日経エレクト
ロニクスJ1978年5月29日号P.76〜89とか
「コンビ,一部の高速演算方式」堀越監訳、近代科学社
、1980年、P.1 2 9〜213などに詳述され
ている。
これらのうちの一方式である変形二次のBoothのア
ルゴリズムによる並列乗算器は、nXnピ、トの乗算に
おける部分積の数が号で済み、たとえば8ビツト×8ピ
ツトの乗算器における部分積を加算する回路として従来
は第2図に示すように構成されている。即ち、全加算器
FA・・・がアレイ状に配置されてお)、各列における
下位2ピツトの全加算器はりツノルキャリ一方式が採用
されておシ、下位列で生成された和出力信号は上位列の
同じ桁に入力すると共に下位列で生成されたキャリー信
号は上位列の1桁上位ピ、トに入力するキャリーセーブ
方式が採用されてお)、最終列はキャリールックアヘッ
ド方式(CLA方式1桁上げ先見方式)の加算器1が採
用されている。上記部分積加算回路において、最下位列
〜最上位列のm個(本例では4個)の部分積入力X、%
X3を加算するためには全加算器列として(m−1)個
あればよく、全加算器列をm個使用した構成に比べて高
速化、チ。
グ面積の小型化が可能である。上記部分積入力X0〜X
、は、被乗数データXに対する5種の部分積X、−X、
2X、−2X、O(または1)が乗算データYを所定の
論理式に基いてデコードするデコーダ(図示せず)の出
方にょシ選択回路(図示せず)で択一的に選択したもの
である。図中0印は、個々の選択回路の選択出力(x、
ピット、Xlビ、ト、xl−、ピット、Xl−1ヒ”ト
、@O#または@l”のいずれか1つの出力)である。
そして、上記部分積入力(部分積選択出力)X・〜xl
 と共K、部分積入力の符号ピ、トの処理のために必要
な1ビツトの付加信号SBが入力するようKなっており
、負の部分積入力(−Xまたは一2X)の選択時には正
の部分積(Xtたは2X)の各ピットを反転させた部分
積入力の最下位ビ、 ) (LSB )に「2の補数」
生成用の信号CB・〜Cl、(いずれも「l」)が加え
られるよう罠なっている。この場合、CBo以外の「2
の補数」生成用信号CB、〜cBsは、負符号の部分積
入力が入力する列よシ1つ上位の列における上記部分積
入力の最下位ビ。
トに相当するピット位置の全加算器に入力する(上位列
がCLA方式加算器1である場合にはそのキャリー入力
端C1nに入力する)ようになっている。
〔背景技術の問題点〕
ところで、上記従来の部分積加算回路においては、全加
算器アレイの各列の下位2ピット分はリップルキャリ一
方式にょシキャリー信号が伝−されるので、乗算時間が
増大するという欠点があった。これを避けるため、各列
の下位2ピツトの加算をCLA方式で行なうものとすれ
ば、回路のハードウェア量が増大し、集積回路化に際し
て全加算器アレイにおける回路パターンの規則性が低く
なシ、設計コストが高くなる。また、各列ともキャリー
セーブ方式を採用するものとすれば、最終列のCLA方
式加算器1としてビット数を下位2ビット分増やす必要
が生じるので、そのキャリー人カ端C1nKr2の補数
」生成用信号C13を入力するためのパターンレイアウ
トが困難になる。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、部分積加
算回路の回路・リーンの規則性が高くて・ぐターン設計
が容易にな)、乗算速度の高速化を図)得る変形Bee 並列乗算器を提供するものである。
〔発明の概要〕
即ち、本発明は、変形Boothのアルゴリズムによる
並列乗算器において、それぞれ部分積選択出力が入力す
る各列加算器をキャリーセーブ方式により構成し、上記
部分積選択出方が負の部分積である場合にその最下位ピ
ットに加えるべき「2の補数」生成用信号を、最下位列
加算器における上記質の部分積選択出力の最下位ビット
に相当するピット位置に入力するように構成してなるこ
とを特徴とするものである。
これによって部分積加算動作の高速化による乗算動作の
高速化が可能になシ、各列加算器を構成する全加算器の
アレイは集積回路化に際して回路・9ターンの規則性が
高くなシ、・臂ターン設計が容易になる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第1図は変形二次のBoothのアルコ9リズムによる
。たとえば8ビ、トス8ビツトの並列乗算器における部
分積加算回路を示している。即ち、3人力2出力の全加
算器FA・・・がアレイ状に配置されておシ、この全加
算器アレイの各列はりツ!ルキャリ一方式が採用される
ことなく、下位列で生成されたキャリー信号が上位列の
1桁上位ビ、トに入力するキャリーセーブ方式が採用さ
れておシ、最終列にはCLA方式加算器1ノが用いられ
ている。そして、1列目(最下位列)の全加算器FA・
・・には、最下位ビットから所定の上位ピッ)1で第1
の部分積入力Xoが入力し、3ピ、ト自から所定の上位
ビットまで第2の部分積入力X1が入力する。2列目の
全加算器FA・・・には、最下位ビットから所定の上位
ビ、トまで前記1列目の全加算器FA・・・からのキャ
リー信号、和出力信号が入力し、4ビツト目から所定の
上位ピッ)1で第3の部分積入力X1が入力する。3列
目の全加算器F’A・・・には、最下位ビットから所定
の上位ビットまで前記2列目の全加算器FA・・・から
の中ヤリー信号、和出力信号が入力し、5ビ、ト目から
所定の上位ビットまで第4の部分積入力X3が入力する
CLA方式加算器1ノには、上記3列目の全加算器FA
・・・のキャリー信号、和出力信号が入力する。上記各
部分積入力XO%X3は、被乗数データXK対する5種
の部分積X、−X、2X。
−2X、0 (tたはl )751乗数f−−fiYt
所定の論理式に基いてデコードするデコーダ(図示せず
)の出力によル選択回路(図示せず)で択一的に選択し
たものである。そして、上記部分積入力(部分積選択出
力)Xo=Xs と共に、部分積入力の符号ビットの処
理のために必要な1ピツトの付加信号SBが入力するよ
うになってお〕、負の部分積入力(−Xまたは−2X 
、)の選択時には正の部分積(Xまたは2X)の各ビッ
トを反転させた部分積入力の最下位ビットKj−2の補
数」生成用信号CB、−CB、が加えられるようになり
てい゛る。この場合、部分積入力X6〜X3に各対応す
る「2の補数」生成用信号CB、%CB、は、全て1列
目の全加算器F A −・・のうち上記部分積入力X、
)−XSの最下位ビットに相当するビット位置に加えら
れるようになっている。即ち、1列目の全加算器FA・
−において、最下位ビットに第1′の部分積入力Xoに
対する「2の補数」生成用信号CB、が入力し、3ビツ
ト目に*2の部分積入力XsK対する「2の補数」生成
用信号CBIが入力し、5ビツト目に第3の部分積入力
X5lfC対する「2の補数」生成用信号CB、が入力
し、7ビ、ト目に第4の部分積入力Xsに対する「2の
補数」生成用信号CB3が入力する。
上記部分積加算回路においては、「2の補数」生成用信
号CB、−wcB、が1列目の全加算器FA・・・のう
ち対応する部分積入力Xo−%−xsの最下位ビットに
相当するビット位置に加えられるのでJ加算結果として
従来例と同様(所要の部分積加算出力が得られる。この
場合、全加算器アレイの各列と−もリップルキャリ一方
式によらずキャ゛リーセーブ方式による加算が行なわれ
るので、高速の一算動作が行なわれることになる。また
、「ソ補数」生成用信号0B・〜C8・を全加算器アレ
イの1列・目に入力し、各列をキャリー七−プ方式の回
路で構成したので、集積回路化に際して回路・中ターン
の規則性が高くなシ、・中ターン設計が容易になる。
なお、上記全加算器アレイのうち半加算器で代替し得る
一部の全加算器(たとえば図中*印を付したもの)Kつ
いては、半加算器HAに置き換えてもよい。
〔発明の効果〕
上述したように本発明によれば、部分積加算回路の″回
路ノ4ターンの規則性が高くて・9ターン設計が容易に
な)、乗算速度の高速死金図る辷とができ、1チツグの
集積回路化に適した変形Boothのアルゴリズムによ
る並列乗算器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の並列乗算器の一実施例の要部を示すブ
ロック図、第2図は従来の並列乗算器の一部を示すブロ
ック図である。 FA・・・全加算器、HA・・・半加算器、X0〜X。 ・・・部分積選択出力、cu、−cn、・・・「2の補
数」生成用信号。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)変形ブース(Booth)のアルゴリズムによる
    並列乗算器において、それぞれ部分積選択出力が入力す
    る各列加算器をキャリーセーブ方式により構成し、上記
    部分積選択出力が負の部分積である場合にその最下位ビ
    ットに加えるべき「2の補数」生成用信号を、最下位列
    加算器における上記負の部分積選択出力の最下位ビット
    に相当するビット位置に入力するように構成してなるこ
    とを特徴とする並列乗算器。
  2. (2)前記各列加算器を構成する複数の全加算器はアレ
    イ状に規則的に配置されてなることを特徴とする前記特
    許請求の範囲第1項記載の並列乗算器。
  3. (3)前記複数の全加算器は、一部が半加算器により置
    き換えられることを特徴とする前記特許請求の範囲第2
    項記載の並列乗算器。
  4. (4)最終段の加算器としてキャリールックアヘッド方
    式加算器が用いられてなることを特徴とする前記特許請
    求の範囲第1項記載の並列乗算器。
JP60162541A 1985-07-23 1985-07-23 並列乗算器 Granted JPS6222146A (ja)

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US06/888,080 US4791601A (en) 1985-07-23 1986-07-22 Parallel multiplier with a modified booth algorithm
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